多晶酸制绒添加剂对硅片绒面的影响探究研究报告新能源_行业资料-能源与动力工程.pdf

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1、多晶酸制绒添加剂对硅片绒面的影响探究 摘 要：将添加剂加入到 HNO 3-HF 制绒体系当中，目的是让硅片实现制绒的效果，硅片在制绒后，需要对表面 形貌进行分析，并且将光学性能进行表征。对腐蚀深度的结 果进行分析后发现，因为添加剂存在差异性，所以，其腐蚀 速率作用也有着很大的不同；通过对硅片表面的反射率进行 测试表明，对于制绒后的表面光学均匀性，通过添加剂能够 对其起到极大的积极作用。在对添加剂组分配方进行优化的 同时，保证制绒工艺条件不发生变化，让其腐蚀深度达到 3.5-4.5hm,多晶硅片表面反射率达到 20%-21%,这样才能让 产线制绒效果得到有效的提升。关键词：多晶酸制绒添加剂 硅片

2、绒面 影响、八、-前言 随着社会的迅速发展，各个行业领域的进步是非常明显 的，尤其是在太阳能电池方面的研究取得了很大的突破，市 场上各种新型结构的电池不断的涌现，在多晶电池量产效率 上不断的上升，目前已经达到 19%以上。通常情况下，电池 表现会由于反射的原因，造成光损伤现象的发生，从而给电 池的转换效率带来极大的影响，如果借助表面织构化工艺，能够让太阳电池的表面反射率很大程度的降低。多晶硅片和 单晶硅片相比，其有着自身的优势，多晶硅片其表面晶粒在 取向方面存在很大的差异性，在行业当中，相关的企业通过 机械刻槽等技术，对多晶硅表面的织构进行了获取。然而，这些技术需要花费大量的成本，这是很多多晶

3、硅电池生产厂 家难以接受的，如果对酸性制绒液进行广泛的运用，能够让 多晶硅表面形成的硅减反射层是多孔的。在工业当中，经常会使用的酸性制绒液一般为 HF/HNO 3/H 2 O 的混合体系，虽然这种体系相对的比较简单，然而，其制绒效果非常不理想，而且很难适应超薄硅片。为了能够 让多晶硅片的反射率很大程度的降低，需要对多晶硅太阳电 池的效率进行有效的提高。一、试验 在实际当中，多晶硅片化学腐蚀反应的具体原理为：给 硅表面进行空穴的提供可以运用 HNO 3，很大程度的对硅表 面的 Si-H 键进行了突破，让 Si 氧化后变为 SiO 2，通过 HF，将 SiO 2 溶解，最后形成的络合物就是 H 2

4、 SiF 6。这样的情 况下，使得硅表面会出现各向同性并且不均匀性的腐蚀现 象，硅层不仅粗糙，而且孔多，这样能够让光反射很大程度 的减少，并且能够让光吸收能力得到增强，具体的反应式为：3Si+4HNO 3+18HF=3H 2 SiF 6+4NO+8H 2 O。酸溶液在对 硅片进行腐蚀的过程中，氧化剂 HNO 3 会让硅氧化后形成 SiO 2，氧化后的硅表面，会出现 SiO 2 膜，该 SiO 2 膜尤其 的致密，在溶液当中存在络合剂 HF，它能够溶解 SiO 2 膜，最终形成 H 2 SiF 6 络合物，它有着溶于水的特性。随着 H 2 SiF 6 制绒后需要对表面形貌进行分析并且将光学性能进

5、行表征对腐蚀深度的结果进行分析后发现因为添加剂存在差异性所以其腐蚀速率作用也有着很大的不同通过对硅片表面的反射率进行测试表明对于制绒后的表面光学均匀性通过添加达到多晶硅片表面反射率达到这样才能让产线制绒效果得到有效的提升关键词多晶酸制绒添加剂硅片绒面影响八前言随着社会的迅速发各个行业领域的进步是非常明显的尤其是在太阳能电池方面的研究取得了很大的突破市场上各种的原因造成光损伤现象的发生从而给电池的转换效率带来极大的影响如果借助表面织构化工艺能够让太阳电池的表面反射率很大程度的降低多晶硅片和单晶硅片相比其有着自身的优势多晶硅片其表面晶粒在取向方面存在很大的差异的生产，并且是不间断的，通过离解产生的

6、 H+浓度 也在连续的上升，这会让腐蚀速度很大程度的加快。通过研 究显示，一旦腐蚀液中加入的 HNO 3 非常的多，很容易形成 化学抛光效果，对腐蚀坑的形成是非常不利的。HF 太多，会造成反应速度非常的快，这使得微腐蚀坑难以形成。因此，在试验当中，对新型多晶制绒添加剂进行开发，能够让硅片 腐蚀速度得到相应的控制，对硅片表面的形貌进行了有效的 改善，更让反射率很大程度的降低 1-2。（一）试剂与材料 在试剂当中，有很多属于是沪试电子级（MOS）药品，比如，HNO 3、HCl、HF、NaF、NaOH；这些药品当中有 曲拉通 x-100（CP 沪试）、三乙醇胺（AR 沪试）、聚乙二醇（CP 沪试）、

7、十二烷基苯磺酸钠（AR 沪试）全氟聚醚（Alfa）等。一般试验中运用的约为 50mm x 50 mm 尺寸，电阻率的 范围在 0.5-3 Q?cm。（二）试验过程 对硅片的质量进行称量，已经称量好的硅片，可以将其 在制绒卡槽中进行安插，安插时一定要小心；在聚四氟乙烯 烧杯中，根据试验的配比，对制绒反应液进行合理的配置，其聚四氟乙烯烧杯应该选择量为 500 mL,在试验清洗的过程 中，可以使用去离子水；将低温恒温水冷设备打开，设置槽 体的温度，范围在 8 C。在配比基础反应液体时，应该是 HF(62 mL):HNO 3(196 mL):H 2 O(142 mL),还需 要水制绒后需要对表面形貌进

8、行分析并且将光学性能进行表征对腐蚀深度的结果进行分析后发现因为添加剂存在差异性所以其腐蚀速率作用也有着很大的不同通过对硅片表面的反射率进行测试表明对于制绒后的表面光学均匀性通过添加达到多晶硅片表面反射率达到这样才能让产线制绒效果得到有效的提升关键词多晶酸制绒添加剂硅片绒面影响八前言随着社会的迅速发各个行业领域的进步是非常明显的尤其是在太阳能电池方面的研究取得了很大的突破市场上各种的原因造成光损伤现象的发生从而给电池的转换效率带来极大的影响如果借助表面织构化工艺能够让太阳电池的表面反射率很大程度的降低多晶硅片和单晶硅片相比其有着自身的优势多晶硅片其表面晶粒在取向方面存在很大的差异溶液，其中为有机

9、表面活性剂配置质量分数的 1%。需要以产线工艺条件试验操作步骤为依据，具体为下面 的内容：对上述的试剂盒药品进行选择，通过配置，得出两 种多晶制绒添加剂，一个为 A，一个为 B，然后对其进行多 组和多次的试验。在反应液当中，添加剂 A、添加剂 B 其体 积浓度在 0.5%，试验结束后，应该对硅片腐蚀深度和表面反 射率进行有效的测量 3。二、结果与分析 通过上述的基础反应液配比，对试验的工艺条件进行不 同的?O 置，对 HF/HNO 3/H 2 O 基础配方进行比较，并且将 添加了添加剂 A.B 后的多晶硅片试验结果也进行对比。对硅片绒面反射率，使用复享 D8 积分反射仪对其进行 了测试，可以得

10、出，反应基础酸溶液在两组不同的实验条件 下，产生反射率，一个为 24.7%，一个为 24.3%，可以说，在两组实验当中，将添加剂 A、B 进行添加，都能够让硅片 反射率很大程度的降低，硅片在制绒后，其发射率的降低百 分点为三至四个，也就是在 20%-21%的范围。在硅片当中，加入添加剂 A，它对腐蚀的深度没有太大的影响。过去使用的传统多晶硅片制绒，是各向同性腐蚀的效 果，其分布的腐蚀坑是比较均匀的，内部表面看起来比较平 滑，在两组实验当中，一组的试验当中，其硅片有一定的抛 光效果，对光的吸收效果不是很理想。添加的添加剂 A 的二 组，其表面显示出非常密集的腐蚀孔洞，很大程度的减少了 腐蚀坑的尺

11、寸，在腐蚀坑的边缘以及底部，可以看到很多孔 制绒后需要对表面形貌进行分析并且将光学性能进行表征对腐蚀深度的结果进行分析后发现因为添加剂存在差异性所以其腐蚀速率作用也有着很大的不同通过对硅片表面的反射率进行测试表明对于制绒后的表面光学均匀性通过添加达到多晶硅片表面反射率达到这样才能让产线制绒效果得到有效的提升关键词多晶酸制绒添加剂硅片绒面影响八前言随着社会的迅速发各个行业领域的进步是非常明显的尤其是在太阳能电池方面的研究取得了很大的突破市场上各种的原因造成光损伤现象的发生从而给电池的转换效率带来极大的影响如果借助表面织构化工艺能够让太阳电池的表面反射率很大程度的降低多晶硅片和单晶硅片相比其有着自

12、身的优势多晶硅片其表面晶粒在取向方面存在很大的差异洞结构，不过比较小，这样能够让硅片反射率很大程度的降 低。对于多晶硅片来说，其酸腐蚀反应以机械损伤层先开 始，然后在蜂窝状腐蚀坑中逐渐的密布，一般来讲，传统的 酸腐蚀速度非常的快，在坑内，以及凸起的部位，使得微腐 蚀坑无法形成。多晶硅片酸制绒添加剂 A、B，它能够让硅 片腐蚀坑其内部机构发生改变，让其充分的体现了精细化，形成的微腐蚀坑不仅多，而且小，其表面形成的孔隙率也在 不断的提升 4。结束语 通过对试验进行最大优化，并且对不同的两种多晶硅片 制绒添加剂进行有效的配置，形成添加剂 A、B，在各种反 应实验环境下，对多晶硅片绒面结果的影响方面进

13、行了对 比。通过试验发现，添加剂 A、B 的运用，能够让酸腐蚀后 的多晶硅片其绒面结构发生改变，使得硅片反射率很大程度 的降低。参考文献 1 习冬勇，陈淳，ThangaBaskara pandian,孙杰.酸性 添加剂对多晶硅绒面形貌的影响 J.可再生能源.2017(10),139-146.2 梁吉连,张健,孙瑜,张剑峰,卢玉荣,韩玮智,王 仕鹏，黄海燕，陆川 多晶硅酸制绒工艺研究J.太阳能.2017(05),15-17.3 黄仕华,沈艳婷.NaOH-NaClO 腐蚀液制备太阳电池用 多制绒后需要对表面形貌进行分析并且将光学性能进行表征对腐蚀深度的结果进行分析后发现因为添加剂存在差异性所以其腐

14、蚀速率作用也有着很大的不同通过对硅片表面的反射率进行测试表明对于制绒后的表面光学均匀性通过添加达到多晶硅片表面反射率达到这样才能让产线制绒效果得到有效的提升关键词多晶酸制绒添加剂硅片绒面影响八前言随着社会的迅速发各个行业领域的进步是非常明显的尤其是在太阳能电池方面的研究取得了很大的突破市场上各种的原因造成光损伤现象的发生从而给电池的转换效率带来极大的影响如果借助表面织构化工艺能够让太阳电池的表面反射率很大程度的降低多晶硅片和单晶硅片相比其有着自身的优势多晶硅片其表面晶粒在取向方面存在很大的差异晶硅绒面的研究 J.半导体光电.2016(01),9-.18 4 王坤霞,冯仕猛,徐华天,单以洪,田嘉

15、彤,黄建华,杨树泉,黄璐,周利荣.表面钝化对多晶硅绒面形貌的影响 J.光子学报.2016(02),56-79.制绒后需要对表面形貌进行分析并且将光学性能进行表征对腐蚀深度的结果进行分析后发现因为添加剂存在差异性所以其腐蚀速率作用也有着很大的不同通过对硅片表面的反射率进行测试表明对于制绒后的表面光学均匀性通过添加达到多晶硅片表面反射率达到这样才能让产线制绒效果得到有效的提升关键词多晶酸制绒添加剂硅片绒面影响八前言随着社会的迅速发各个行业领域的进步是非常明显的尤其是在太阳能电池方面的研究取得了很大的突破市场上各种的原因造成光损伤现象的发生从而给电池的转换效率带来极大的影响如果借助表面织构化工艺能够让太阳电池的表面反射率很大程度的降低多晶硅片和单晶硅片相比其有着自身的优势多晶硅片其表面晶粒在取向方面存在很大的差异